Au fil des maths

La petite histoire des flocons de neige

© APMEP Mars 2023

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Quand un grand mathématicien directeur de recherche au CNRS et secrétaire perpétuel de l’Académie des sciences nous raconte la petite histoire des flocons de neige, on se dit qu’il va falloir s’accrocher pour comprendre toutes les subtilités de la cristallographie. Et bien non ! Ce magnifique petit livre de 140 pages est tout simplement jubilatoire : un véritable petit conte qui pourrait commencer par « Il était une fois… » C’est un joli voyage captivant, accessible à tout le monde (enseignants de tous les cycles, collégiens, lycéens, étudiants et grand public curieux), voyage historique, scientifique, poétique…

On découvrira tout au long de ces pages comment le plus important en sciences est de se poser des questions, d’apporter des réponses même fausses, faire des hypothèses, les tester, essayer des théories.

Tout au long de ces pages le lecteur croisera quelques personnages pittoresques :

• Olaf Manson (1490-1557) : il fut le premier à avoir tenté de dessiner des flocons de neige mais non conformes à la réalité !

• Johannes Kepler (1571-1630) : il a eu l’idée d’offrir à un ami un flocon de neige en cadeau (« il vient du ciel et ressemble à une étoile ») mais comment faire ? Tout simplement en écrivant un livre : « Un cadeau de nouvelle année à propos de la neige à six branches » ! Eh oui, Kepler observe que les flocons ont six branches et il se demande pourquoi… Vous aussi ? Parcourez les pages de ce livre et vous le saurez aussi !

• Des dessinateurs de flocons (conformes à la réalité) : un médecin, Thomas Bertholin (1616-1680) ; un physicien, Robert Hooke (1635-1703) ; un astronome, Jean-Dominique Cassini (1625-1712) ; un religieux, Johannes Florentus Martinet (1729-1795) ; un pêcheur de baleine, William Scoresby ; un couple d’artistes, les Glaisher (1828-1892 et 1809-1903) ; un amoureux de la neige, Wilson Bentley (1865-1931).

• Ukichiro Nakaya (1900-1962), le premier à avoir fabriqué des flocons de neige artificiels et à établir une classification des flocons de neige.

• Des mathématiciens contemporains (Norman Packard, Clifort Reiter, Janko Gravner, David Griffeath) qui ont cherché à modéliser la croissance des flocons.

Dans la préface l’auteur regrette que souvent les femmes qui ont fait avancer la recherche sur les flocons de neige soient restées dans l’ombre et il formule ainsi ce vœu « J’aimerais que ce livre encourage les filles à observer la neige » ! Il termine sa préface en affirmant qu’il existe au moins deux façons d’aimer la science et que les deux procurent un grand bonheur : être chercheur ou être spectateur et il affirme : « La science n’est-elle pas partie intégrante de la culture ? ».

Il n’est pas fréquent de lire des remords de l’auteur ! Ici l’auteur nous livre un regret : dans les avancées scientifiques il y a souvent un génie mais c’est oublier le côté collectif de l’aventure dans laquelle de nombreuses « petites mains » même modestes ont permis l’aboutissement !

Ah oui j’allais oublier de vous dire que vous apprendrez comment naît un flocon, comment se forment les cristaux de glace, comment les atomes, les molécules s’amalgament pour former des cristaux, comment l’apparition des rayons X a permis de faire des progrès énormes, quel est le lien entre le flocon de neige et les symétries d’ordre 5 et même avec les pavages de Penrose !

Il faut ajouter que ce livre est parsemé d’illustrations qui valent le détour à elles seules.

Vraiment un très beau livre à mettre entre toutes les mains.

Daniel Vagost